Antonjrjr,
сначала присвоить переменной значение, и только потом его использовать!!! а не наоборот.
<script>
var thumbnails = Array.prototype.slice.call(document.querySelectorAll('.gallery__img'));
function clickOnThumbnail(event) {
document.querySelector('.image-main').src = this.dataset.fullUrl;
}
for (var i = 0; i < thumbnails.length; i++) {
thumbnails[i].addEventListener('click', clickOnThumbnail);
}
</script>